Movimiento armónico simple (MAS)
Un caso especial y de gran importancia de movimiento oscilatorio es el movimiento armónico simple (MAS), que puede darse tanto en sistemas mecánicos como electromagnéticos.
La característica más importante del movimiento armónico simple es que la fuerza restauradora es directamente proporcional a la separación del sistema que oscila de su posición de equilibro estable.
Sin esta condición, no es posible el MAS.
Definición : Movimiento armónico simple (MAS)
Es el movimiento no amortiguado de un punto material, cuya posición varía en función del tiempo según una función seno o coseno.
Donde
x es la elongación, definida como la distancia del punto con respecto a la posición de equilibrio;
A es la amplitud, definida como la máxima elongación;
(ωt + φ) es la fase;
f es la fase inicial (t=0);
ω es la frecuencia angular.
La frecuencia angular ω está relacionada con dos magnitudes muy importantes en el movimiento oscilatorio: el período T y la frecuencia f, definidos de la siguiente forma:
Período (T): Tiempo necesario para que se efectúe una oscilación completa (ciclo). Se determina mediante la expresión:
Su unidad en el SI es el segundo (s).
Frecuencia (f): Número de oscilaciones efectuadas por el sistema en la unidad de tiempo.
La unidad de frecuencia es el hertz, en honor a Heinrich Hertz.
1 hertz = 1Hz = 1 oscilación/s = 1s-1
La frecuencia es el recíproco del período.
El movimiento armónico simple es un movimiento periódico que se produce en ausencia de fricción y es producido por una fuerza de restitución[1] directamente proporcional al desplazamiento y tiene sentido opuesto a este.
No olvidar :
En el caso de un MAS, se considera que en el sistema que oscila:
No existen elementos disipativos, por lo que la energía mecánica se conserva.
No existe agente externo actuando sobre el sistema, salvo en el momento de excitación inicial.
El sistema se considera aislado y sobre él actúan solo fuerzas internas conservativas.
Son ejemplos de osciladores mecánicos reales, que pueden con bastante aproximación y bajo ciertas condiciones, considerarse con movimiento armónico simple son: el péndulo simple y el sistema cuerpo-resorte. Como ejemplo de oscilador electromagnético con MAS puede citarse el circuito LC, componente principal del sintonizador de radios y televisores.
A estos sistemas se les denomina también osciladores armónicos simples.